Предисловие | 13 |
Основные обозначения | 18 |
Список сокращений | 20 |
|
Часть I ОСНОВЫ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ |
|
Глава 1 ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ | 23 |
§ 1.1 Основные законы электрических цепей | 23 |
§ 1.2 Анализ Фурье | 25 |
§ 1.3 Метод интеграла Дюамеля | 28 |
§ 1.4 Метод преобразования Лапласа | 29 |
Литература к главе 1 | 31 |
|
Глава 2 ДЛИННЫЕ ЛИНИИ | 32 |
§ 2.1 Введение | 32 |
§ 2.2 Анализ волновых процессов в линии | 34 |
§ 2.3 Неоднородные линии | 37 |
§ 2.4 Спиральные линии | 40 |
§ 2.5 Искусственные линии | 42 |
Литература к главе 2 | 43 |
|
Глава 3 ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА |
С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ | 44 |
§ 3.1 Основные схемы генерирования импульсов | 44 |
§ 3.2 Умножение и трансформация напряжения | 46 |
Литература к главе 3 | 51 |
|
Глава 4 ГЕНЕРИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ |
ДЛИННЫХ ЛИНИЙ | 52 |
§ 4.1 Генерирование наносекундных импульсов | 52 |
§ 4.2 Умножение напряжения в генераторах с линиями | 57 |
§ 4.3 Импульсные устройства со ступенчатой и неоднородной линиями | 60 |
Литература к главе 4 | 62 |
|
Часть II ФИЗИКА ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ |
РАЗРЯДОВ |
|
Глава 5 РАЗРЯД В ВАКУУМЕ | 63 |
§ 5.1 Общие сведения | 63 |
§ 5.2 Вакуумный пробой | 64 |
5.2.1 Поверхность электродов | 64 |
5.2.2 Критерии вакуумного пробоя | 66 |
5.2.3 Инициирование вакуумного пробоя плазмой | 68 |
§ 5.3 Электрический взрыв металла | 70 |
§ 5.4 Эктон и его природа | 75 |
§ 5.5 Искра в вакууме | 78 |
§ 5.6 Разряд по поверхности диэлектрика в вакууме | 86 |
5.6.1 Процессы в катодной области | 86 |
5.6.2 Кинетика развития импульсного разряда | 90 |
Литература к главе 5 | 94 |
|
Глава 6 ИМПУЛЬСНЫЙ РАЗРЯД В ГАЗЕ | 95 |
§ 6.1 Элементарные процессы в плазме газового разряда | 95 |
6.1.1 Дрейф, диффузия и энергия электронов и ионов в плазме | 95 |
6.1.2 Ионизация и возбуждение | 98 |
6.1.3 Гибель и освобождение электронов | 100 |
§ 6.2 Общие сведения о разрядах в газе | 102 |
§ 6.3 Типы разрядов | 107 |
6.3.1 Таунсендовский разряд. Закон Пашена | 107 |
6.3.2 Стримерный разряд | 110 |
6.3.3 Многолавинный импульсный разряд | 112 |
6.3.4 Одноэлектронное инициирование | 116 |
6.3.5 Корона и длинные искры | 118 |
§ 6.4 Ток искры и спад напряжения на промежутке | 120 |
§ 6.5 Разряд в газе с прямой инжекцией электронов | 125 |
6.5.1 Основные уравнения | 125 |
6.5.2 Столб разряда | 128 |
6.5.3 Контракция объёмных разрядов | 131 |
§ 6.6 Импульсный разряд по поверхности диэлектрика в газе | 133 |
§ 6.7 Восстановление электрической прочности искрового промежутка | 136 |
Литература к главе 6 | 139 |
|
Глава 7 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД В ЖИДКОСТИ | 141 |
§ 7.1 Общие сведения | 141 |
§ 7.2 Импульсная электрическая прочность жидких диэлектриков | 143 |
§ 7.3 Электрический разряд в воде | 145 |
§ 7.4 Роль поверхности электродов | 148 |
§ 7.5 Роль состояния жидкости | 151 |
Литература к главе 7 | 154 |
|
Часть III СВОЙСТВА КОАКСИАЛЬНЫХ ЛИНИЙ |
|
Глава 8 КОАКСИАЛЬНЫЕ ЛИНИИ С ТВЁРДОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ | 156 |
§ 8.1 Основные параметры коаксиальных линий | 156 |
§ 8.2 Искажение импульсов коаксиальной линией | 158 |
§ 8.3 Неоднородности в коаксиальных линиях | 161 |
§ 8.4 Импульсная электрическая прочность твёрдой изоляции |
и коаксиальных линий | 163 |
Литература к главе 8 | 167 |
|
Глава 9 ЛИНИИ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ | 168 |
§ 9.1 Общие сведения | 168 |
§ 9.2 Типы жидкостных линий | 169 |
§ 9.3 Физические свойства жидкостных линий | 172 |
§ 9.4 Перекрытие опорных изоляторов | 173 |
Литература к главе 9 | 176 |
|
Глава 10 ВАКУУМНЫЕ ЛИНИИ С МАГНИТНОЙ САМОИЗОЛЯЦИЕЙ | 177 |
§ 10.1 Физика магнитной изоляции | 177 |
§ 10.2 Квазистационарный режим | 180 |
§ 10.3 Волновой режим | 183 |
§ 10.4 Плазма и ионы в линии | 188 |
§ 10.5 Применение линий с магнитной самоизоляцией | 190 |
Литература к главе 10 | 192 |
|
Часть IV ИСКРОВЫЕ КОММУТАТОРЫ |
|
Глава 11 РАЗРЯДНИКИ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ ГАЗА | 195 |
§ 11.1 Параметры коммутаторов | 195 |
§ 11.2 Двухэлектродные коммутаторы | 198 |
§ 11.3 Трехэлектродные разрядники | 200 |
§ 11.4 Тригатроны | 204 |
§ 11.5 Разрядники с запуском от внешнего излучения | 210 |
11.5.1 Ультрафиолетовый запуск | 210 |
11.5.2 Лазерный запуск | 211 |
11.5.3 Электронно-лучевой запуск | 213 |
§ 11.6 Последовательный многоэлектродный разрядник | 216 |
11.6.1 Принцип работы | 216 |
11.6.2 Последовательный разрядник с микрозазорами | 218 |
11.6.3 Разрядники для параллельного включения конденсаторов | 220 |
11.6.4 Мегавольтные последовательные разрядники | 225 |
Литература к главе 11 | 227 |
|
Глава 12 РАЗРЯДНИКИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ | 229 |
§ 12.1 Вакуумные разрядники | 229 |
§ 12.2 Импульсные водородные тиратроны | 231 |
§ 12.3 Псевдоискровые разрядники | 238 |
Литература к главе 12 | 241 |
|
Глава 13 РАЗРЯДНИКИ С ПРОБОЕМ ТВЁРДОГО |
И ЖИДКОГО ДИЭЛЕКТРИКОВ | 243 |
§ 13.1 Разрядники с пробоем в твёрдом диэлектрике | 243 |
§ 13.2 Разрядники с пробоем по поверхности твёрдого диэлектрика | 246 |
§ 13.3 Жидкостные коммутаторы | 248 |
Литература к главе 13 | 253 |
|
Часть V ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ С ЗАМЫКАЮЩИМИ |
ПЛАЗМЕННЫМИ КОММУТАТОРАМИ |
|
Глава 14 ГЕНЕРАТОРЫ С ГАЗОРАЗРЯДНЫМИ КОММУТАТОРАМИ | 255 |
§ 14.1 Принципы построения генераторов | 255 |
§ 14.2 Генератор с накопительной линией | 256 |
§ 14.3 Генераторы с разрядом конденсатора | 261 |
§ 14.4 Искровые обострители | 263 |
Литература к главе 14 | 269 |
|
Глава 15 ГЕНЕРАТОРЫ МАРКСА | 271 |
§ 15.1 Наносекундные генераторы Маркса | 271 |
§ 15.2 Зарядка ёмкостного накопителя от генератора Маркса | 275 |
§ 15.3 Типы микросекундных генераторов Маркса | 279 |
§ 15.4 Многосекционный генератор Маркса | 286 |
§ 15.5 Численные методы анализа генераторов Маркса | 290 |
§ 15.6 Мощные наносекундные импульсные устройства |
с генераторами Маркса | 293 |
Литература к главе 15 | 296 |
|
Глава 16 ИМПУЛЬСНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ | 298 |
§ 16.1 Введение | 298 |
§ 16.2 Генераторы с трансформаторами Тесла | 298 |
§ 16.3 Генераторы с автотрансформаторами | 303 |
§ 16.4 Линейный импульсный трансформатор | 307 |
§ 16.5 Трансформаторы с использованием длинных линий | 315 |
Литература к главе 16 | 320 |
|
Часть VI ГЕНЕРАТОРЫ С РАЗМЫКАЮЩИМИ |
ПЛАЗМЕННЫМИ КОММУТАТОРАМИ |
|
Глава 17 ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ |
ВЗРЫВОМ ПРОВОДНИКА | 322 |
§ 17.1 Введение | 322 |
§ 17.2 Выбор проводников для обрыва тока | 324 |
§ 17.3 Магнитогидродинамический метод расчёта схем с ЭВП | 328 |
§ 17.4 Метод подобия в исследовании генераторов с ЭВП | 330 |
§ 17.5 Описание импульсных генераторов с ЭВП | 335 |
Литература к главе 17 | 342 |
|
Глава 18 ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С ПЛАЗМЕННЫМИ |
ПРЕРЫВАТЕЛЯМИ ТОКА | 344 |
§ 18.1 Генераторы с наносекундными плазменными прерывателями тока | 344 |
§ 18.2 Генераторы с микросекундными ППТ | 349 |
§ 18.3 Экспериментальное исследование ППТ | 355 |
18.3.1 Фаза проводимости | 355 |
18.3.2 Фаза обрыва тока | 360 |
§ 18.4 Мощные наносекундные импульсные генераторы с МППТ | 362 |
Литература к главе 18 | 368 |
|
Глава 19 ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ КОММУТАТОРЫ |
С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ | 371 |
§ 19.1 Введение | 371 |
§ 19.2 Инжекционный тиратрон. Режим включения | 372 |
§ 19.3 Инжекционный тиратрон. Режим обрыва тока | 379 |
Литература к главе 19 | 385 |
|
Часть VII ГЕНЕРАТОРЫ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ |
С ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ КОММУТАЦИЕЙ |
|
Глава 20 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ |
ВКЛЮЧАЮЩИЕ КОММУТАТОРЫ | 386 |
§ 20.1 Тиристоры микросекундного диапазона | 386 |
§ 20.2 Импульсные тиристоры наносекундного диапазона | 391 |
§ 20.3 Субнаносекундный диапазон | 395 |
§ 20.4 Тиристоры, управляемые лазером | 397 |
Литература к главе 20 | 400 |
|
Глава 21 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЫКЛЮЧАЮЩИЕ |
КОММУТАТОРЫ | 402 |
§ 21.1 Общие сведения | 402 |
§ 21.2 Физика полупроводниковых прерывателей тока | 404 |
§ 21.3 Импульсные устройства с приборами на основе ДЦРВ | 409 |
§ 21.4 Разработка SOS-диодов | 412 |
§ 21.5 Мощные наносекундные импульсные устройства на основе SOS-диодов | 419 |
Литература к главе 21 | 422 |
|
Глава 22 ГЕНЕРАТОРЫ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ В СХЕМАХ |
С МАГНИТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ | 424 |
§ 22.1 Свойства магнитных элементов в импульсных магнитных полях | 424 |
§ 22.2 Схемы генераторов мощных импульсов | 426 |
§ 22.3 Генерирование мощных наносекундных импульсов | 433 |
§ 22.4 Магнитные генераторы с использованием SOS-диодов | 440 |
Литература к главе 22 | 446 |
|
Глава 23 ДЛИННЫЕ ЛИНИИ С НЕЛИНЕЙНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ | 448 |
§ 23.1 Введение | 448 |
§ 23.2 Образование ударных электромагнитных волн путем набегания | 450 |
§ 23.3 Диссипативный механизм образования ударных |
электромагнитных волн | 453 |
§ 23.4 Конструкции линий с ударными электромагнитными волнами | 457 |
§ 23.5 Генерирование мощных наносекундных импульсов |
с использованием УЭВ | 461 |
Литература к главе 23 | 463 |
|
Часть VIII ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ДИОДЫ |
И УСКОРИТЕЛИ НА ИХ ОСНОВЕ |
|
Глава 24 ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ БОЛЬШОГО СЕЧЕНИЯ | 465 |
§ 24.1 Введение | 465 |
§ 24.2 Структура пучков большого сечения | 466 |
24.2.1 Эффект экранировки | 466 |
24.2.2 Эффект подхвата | 468 |
24.2.3 Эффект «мазков» | 469 |
§ 24.3 Катоды диодов для пучков большого сечения | 471 |
24.3.1 Многострийные катоды | 471 |
24.3.2 Жидкометаллические катоды | 474 |
§ 24.4 Металлодиэлектрические катоды | 475 |
24.4.1 Взрывная эмиссия электронов из тройной точки | 475 |
24.4.2 Конструкции металлодиэлектрических катодов | 478 |
§ 24.5 Физические процессы в диодах для пучков большого сечения | 482 |
24.5.1 Наносекундные пучки | 482 |
24.5.2 Пучки большого сечения микросекундной |
и большей длительности | 485 |
§ 24.6 Схемы и конструкции ускорителей с пучками большого сечения | 488 |
Литература к главе 24 | 492 |
|
Глава 25 ТРУБЧАТЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ | 495 |
§ 25.1 Принцип работы диодов | 495 |
§ 25.2 Устройство электронных пушек для КДМИ | 498 |
§ 25.3 Катодная плазма в магнитном поле | 500 |
25.3.1 Образование катодной плазмы и её свойства | 500 |
25.3.2 Движение катодной плазмы | 504 |
§ 25.4 Формирование пучков электронов | 510 |
§ 25.5 КДМИ с неоднородным магнитным полем | 515 |
Литература к главе 25 | 520 |
|
Глава 26 ПЛОТНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ И ИХ ФОКУСИРОВКА | 523 |
§ 26.1 Особенности работы диодов | 523 |
§ 26.2 Диоды с плоскими электродами | 524 |
§ 26.3 Диоды с ножевыми катодами | 529 |
§ 26.4 Фокусировка электронных пучков | 535 |
Литература к главе 26 | 541 |
|
Глава 27 МОЩНЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ПУЧКИ ИОНОВ | 543 |
§ 27.1 Общие сведения | 543 |
§ 27.2 Диоды с отражением электронов и пинч-диоды | 545 |
§ 27.3 Магнито-изолированные диоды | 549 |
§ 27.4 Источники ионов в диодах | 552 |
Литература к главе 27 | 557 |
|
Часть IX МОЩНЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ |
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ |
|
Глава 28 МОЩНЫЕ ИМПУЛЬСЫ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ | 559 |
§ 28.1 К истории проблемы | 559 |
§ 28.2 О физике рентгеновского излучения | 561 |
§ 28.3 Характеристики рентгеновских импульсов | 570 |
§ 28.4 Генераторы мощных рентгеновских импульсов | 574 |
28.4.1 Рентгеновские трубки | 574 |
28.4.2 Компактные импульсные рентгеновские аппараты | 580 |
§ 28.5 Генераторы сверхмощных рентгеновских импульсов | 584 |
§ 28.6 Мощные импульсные генераторы длинноволнового |
рентгеновского излучения | 591 |
Литература к главе 28 | 596 |
|
Глава 29 МОЩНЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ | 598 |
§ 29.1 Принципы работы импульсных газовых лазеров | 598 |
29.1.1 Общие сведения о газовых лазерах | 598 |
29.1.2 Типы газовых лазеров | 600 |
§ 29.2 Методы накачки мощных импульсных газовых лазеров | 604 |
29.2.1 Общие сведения | 604 |
29.2.2 Электроразрядные лазеры | 606 |
29.2.3 Накачка МИГ-лазеров электронным пучком | 609 |
29.2.4 Электроионизационные лазеры | 613 |
§ 29.3 Конструкция и работа СО2-лазеров | 614 |
§ 29.4 Конструкция и работа эксимерных лазеров | 622 |
§ 29.5 Лазер на самоограниченных переходах молекулы азота | 627 |
Литература к главе 29 | 631 |
|
Глава 30 ГЕНЕРИРОВАНИЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ | 634 |
§ 30.1 Общие сведения | 634 |
§ 30.2 Эффекты, лежащие в основе релятивистской СВЧ-электроники | 636 |
§ 30.3 Экспериментальное исследование карсинотронов | 640 |
§ 30.4 Виркаторы | 648 |
§ 30.5 Генераторы мощных СВЧ-импульсов | 652 |
§ 30.6 Радар на базе релятивистского наносекундного карсинотрона | 660 |
Литература к главе 30 | 663 |
|
Глава 31 ГЕНЕРИРОВАНИЕ МОЩНЫХ ПИКОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ | 667 |
§ 31.1 О физике пикосекундных процессов | 667 |
§ 31.2 Схемы и конструкции пикосекундных генераторов | 671 |
§ 31.3 Импульсно-периодические генераторы | 676 |
§ 31.4 Пикосекундные электронные пучки, СВЧ и рентгеновские импульсы | 679 |
Литература к главе 31 | 684 |
|
Глава 32 ГЕНЕРИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОГО |
ИЗЛУЧЕНИЯ | 686 |
§ 32.1 Общие сведения | 686 |
§ 32.2 Схемы для генерирования биполярных импульсов | 689 |
§ 32.3 Антенны для СШП излучения | 691 |
§ 32.4 Конструкции мощных СШП генераторов | 696 |
Литература к главе 32 | 703 |